Цитоплазма клетки: органеллы общего и специального значения

1. Цитология Цитоплазма клетки: органеллы общего и специального значения

Лектор: Заведующая кафедрой гистологии и
микробиологии, доцент,
к.б.н. Пшенникова Елена Виссарионовна

2. Основные компоненты клетки

• Плазмолемма (цитолемма)
• Цитоплазма (гиалоплазма, органеллы,
включения)
• Ядро

3. Состав цитоплазмы

• Гиалоплазма (другое название –
цитозоль),
• Органеллы - обязательные
компоненты цитоплазмы
• Включения – необязательные
компоненты цитоплазмы

4. Органеллы клетки

• Органеллы - это морфологически
различимые структуры цитоплазмы,
которые обязательно должны
присутствовать в данной клетке,
выполняя в ней определённые
функции.

5. Классификация по распространению

• Общего значения – содержатся
практически во всех клетках,
• Специального значения – имеются
только в клетках какого-то
определённого вида, обеспечивая
выполнение их специфических функций
(миофибриллы, нейрофибриллы,
тонофибриллы, жгутики, реснички).

6. Классификация по строению

• Мембранные органеллы –
отграничены собственной мембраной от
окружающей гиалоплазмы, т.е.
являются замкнутыми компартментами
(отсеками);
• Немембранные органеллы –
структуры, не окружённые мембраной.

7. Органеллы – общего значения: мембранные

• Вакуолярные
системы:
• ЭПС (гр- а-)
• Комплекс
Гольджи
• Лизосомы
• Пероксисомы
• Двумембранная:
• Митохондрии

8. Органеллы – общего значения: немембранные

• Глобулярные:
• Фибриллярные:
• рибосомы • сократительные
многочисленные
структуры,
небольшие частицы,
элементы
• состоящие из двух
цитоскелета
субъединиц
(микрофиламенты,
рибонуклеопротеидн
микротрубочки),
ой природы.
• Микроворсинки,
• Центриоли .

9. Мембранные органеллы: митохондрии

• Термин введен в 1897 Бенда
• Строение – двумембранные, матрикс
(мДНК, м-рибосомы)
• Функции – синтез АТФ, клеточное
дыхание: аэробное и анаэробное
окисление

10. Происхождение митохондрий

• Структура мДНК и рибосом сближает
митохондрии с бактериями (у них тоже
циклическая ДНК и небольшие
рибосомы).
• Поэтому возможно, что в эволюции
митохондрии появились как результат
симбиоза древних бактерий с
эукариотическими клетками.

11. Форма митохондрий

• Варьирует от сферической до
вытянутой.
• В некоторых клетках митохондрии
имеют ещё более сложную форму:
например, образуют разветвления.
• Различаются количество и форма крист
(трубочки, складки, пластинки, вакуоли)

12. Строение: мембраны

• Наружная мембрана - содержит
широкие гидрофильные каналы и
хорошо проницаема для многих
веществ;
• Внутренняя мембрана - образует
многочисленные впячивания (кристы),
где имеются грибовидные выросты –
оксисомы, в них встроены ферменты
дыхательной цепи и синтеза АТФ.

13. Строение: матрикс

• Матрикс - внутреннее пространство
митохондрий (между кристами)
заполнено матриксом, содержат:
• собственную ДНК (мДНК) – от 1 до 50
небольших одинаковых циклических
молекул, включающих по 37 генов
• М-рибосомы – которые по размеру
несколько меньше цитоплазматических
рибосом

14. Биохимические процессы

• Цикл Кребса - это распад (до СО2
и воды) ацетил-КоА, которым
заканчивается разрушение почти
всех веществ (углеводов, жиров,
аминокислот).

15. Цикл Кребса

• В цикле – 4 реакции окисления,
осуществляемых путём
дегидрирования, т.е. путём отщепления
от субстратов водорода (электронов и
протонов).
• Ферменты цикла Кребса (кроме одного
– СДГ) находятся в матриксе
митохондрий.

16. Биохимические процессы

• Окислительное фосфорилирование:
• перенос отнятых от субстратов
электронов на кислород и образование
АТФ за счёт высвобождающейся
энергии.
• Другие процессы в митохондриях:
синтез мочевины, распад жирных
кислот и пирувата до ацетил-КоА.

17. Основные функции митохондрий

• Завершение окислительного распада
питательных веществ и образование за счёт
выделяющейся при этом энергии АТФ
• Осуществляется ряд ключевых
биохимических процессов: цикл Кребса,
окислительное фосфорилирование с
потреблением О2 и выделением СО2 и
воды.

18. Жизненный цикл митохондрий

• Митохондрии функционируют около 10
суток.
• Затем одни из них разделяются на две
дочерние митохондрии (путём простой
перешнуровки),
• Другие – разрушаются в
аутофагосомах.

19. митохондрии

20. Митохондрии

21. Мембранные органеллы: эндоплазматическая сеть

• Открыта в 1945 г. К.Р. Портером
• Гранулярная ЭПС – мешочки, цистерны,
трубочки, на поверхности имеют
рибосомы
• Функция – синтез и транспорт
экспортируемых белков, модификация
и локальная конденсация

22. Функции гр-ЭПС

• Синтез на рибосомах пептидных цепей
экспортных, мембранных, лизосомных и отчасти
пероксисомных белков,
• Фолдинг белков - (укладкой белка, от англ. folding)
называют процесс спонтанного
сворачивания полипептидной цепи в
уникальную нативную пространственную структуру
(так называемая третичная структура).
• Изоляция этих белков от гиалоплазмы внутри
мембранных полостей и концентрирование их,
• Начальная химическая
модификация этих белков,
• Транспорт белков (внутри ЭПС и с помощью
отдельных пузырьков).

23. Гранулярная ЭПС

24. Агранулярная ЭПС

• Агранулярная ЭПС – мешочки, цистерны,
трубочки
Функции:
• метаболизм и синтез углеводов, липидов
(холестерина, стероидных гормонов),
• дезактивация токсичных веществ,
• депонирование ионов Ca 2+

25. Агранулярная ЭПС

26. Комплекс Гольджи

• Открыт К. Гольджи в 1898 г.
• Строение – 5-10 плоских цистерн, везикулы
Функции:
• сегрегация и накопление продуктов из ЭПС,
• образование сложных комплексов,
• первичных лизосом (гидролазы), вакуолей и
секреторных гранул

27. Функции комплекса Гольджи

• Сегрегация (отделение) соответствующих
белков от гиалоплазмы и концентрирование
их,
• Продолжение химической модификации
этих белков,
• Сортировка данных белков на
экспортные, мембранные, лизосомальные и,
видимо, пероксисомные,
• Включение белков в состав
соответствующих структур (секреторных
пузырьков, мембран, лизосом).

28. Комплекс Гольджи

29. Лизосомы

• Открыты де Дювом в 1949 г.
• Функция – внутриклеточное
пищеварение
• Первичные (гидролазы – кислая
фосфатаза)
• Вторичные (фаголизосомы,
аутофагосомы)
• Телолизосомы (остаточные тельца),

30. Лизосомы

31. Пероксисомы

• Овальные тельца, ограниченные
мембраной, в центре
кристаллоподобные структуры
• Содержат каталазу, пероксидазу
• Функция – дезактивация токсичных
веществ

32. Пероксисома

33. Немембранные органеллы: Рибосомы

• Сложные рибонуклеопротеиды
• Состоят и большой и малой субъединиц
• Свободные (одиночные, полирибосомы)
• Связанные (на поверхности гр-ЭПС)

34. Рибосомы

• Малая субъединица – одна длинная цепь
рРНК (~2000 нуклеотидов, 18S), с которой
связано около 30 молекул рибосомальных
белков;
• Большая субъединица – ещё более
длинная цепь рРНК (~ 4000 нукл., 28S), с
которой связано 2 короткие цепи РНК (5,8S и
5S) и ~45 молекул белков.
• Таким образом, каждая субъединица
представляет собой свёрнутый
рибонуклеопротеидный тяж, имеющий
несколько функциональных центров.

35. Клеточный центр (центросома)

• Термин предложен в 1895 Т. Бовери
• Строение – из двух цилиндров, 9 триплетов
микротрубочек (тубулин), саттелиты
(центросфера), тонкофибриллярный матрикс
• Функции – образование веретена деления,
участие в формировании ресничек и жгутиков

36. Центриоли

37. Микрофиламенты

• Микрофиламент двойная спираль из
глобулярных
молекул белка
актина.
• За счет этого
содержание актина
даже в немышечных
клетках достигает 10
% от всех белков.

38. Микротрубочки

39. Реснички

40. Реснички

41. Реснички

42. Микроворсинки

• Имеют вид
цилиндрических
пальцеообразных
выростов
цитоплазмы,
покрытых
плазмолеммой

43. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!